CN113356878A - 应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法和装置 - Google Patents

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CN113356878A CN202110655801.1A CN202110655801A CN113356878A CN 113356878 A CN113356878 A CN 113356878A CN 202110655801 A CN202110655801 A CN 202110655801A CN 113356878 A CN113356878 A CN 113356878A
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Abstract

本发明提供了应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法和装置，所述方法包括：获取洞室群中岩墙的厚度；根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆；获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数；判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数。本发明基于受力平衡的思想提出了应力流守恒原理，采用应力流守恒原理可以方便快速地计算所述洞室群中所述锚杆的设计参数，确保群洞的稳定；同时采用这种方式对锚杆的参数进行设计可以降低计算的经济成本并提高施工效率。

Description

应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法和装置
技术领域
本发明涉及隧道技术领域，具体而言，涉及应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法和装置。
背景技术
近年来，随着我国各行各业地下空间大规模的开发利用，出现了许多地下洞室群的工程，如水利水电行业的地下发电厂房、交通运输行业的地下车站、军事部门的地下机库和弹药库等，这些地下洞室群的规模越来越大，结构越来越复杂，地下洞室群围岩的稳定性及支护结构的设计成为工程建设的关键技术难题。
发明内容
本发明的目的在于提供应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法和装置，以改善上述问题。
为了实现上述目的，本申请实施例提供了如下技术方案：
一方面，本申请实施例提供了应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法，所述方法包括：
获取洞室群中岩墙的厚度；
根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆；
获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数；
判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数。
可选的，所述根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆，包括：
分析所述洞室群中岩墙的厚度，若所述洞室群中岩墙的厚度小于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为对拉锚杆；若所述洞室群中岩墙的厚度大于等于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为砂浆锚杆。
可选的，所述获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数，包括：
获取单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围；
在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值作为所述锚杆的前期设计参数，得到所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；
根据所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值得到所述锚杆预应力提供的围压，基于所述锚杆预应力提供的围压计算所述中岩墙的安全系数。
可选的，所述判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数后，还包括：
若所述中岩墙的安全系数不符合标准，则重新在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值重新计算所述中岩墙的安全系数，直至计算得到的所述中岩墙的安全系数符合标准。
可选的，所述获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数，包括：
获取所述锚杆的前期设计参数和第一参数，所述锚杆的前期设计参数包括单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；所述第一参数包括喷射混凝土及钢架提供的围压、二衬提供的围压、所述中岩墙的粘聚力、所述中岩墙的内摩擦角、通过注浆加固所述中岩墙提高的粘聚力、通过注浆加固所述中岩墙提高的内摩擦角和通过所述锚杆所述中岩墙提高的粘聚力；
基于所述锚杆的前期设计参数和所述第一参数计算所述中岩墙加固后的抗压强度，基于所述中岩墙加固后的抗压强度计算得到所述中岩墙的安全系数。
可选的，所述基于所述中岩墙加固后的抗压强度计算得到所述中岩墙的安全系数，包括：
获取第二参数，所述第二参数包括所述中岩墙实际承担的应力流、所述喷射混凝土的抗压强度、所述二衬模筑混凝土的抗压强度、所述中岩墙加固后的厚度、所述喷射混凝土的厚度、所述二衬模筑混凝土的厚度和所述中岩墙的纵向长度；
根据所述第二参数和所述中岩墙加固后的抗压强度计算所述中岩墙的安全系数。
第二方面，本申请实施例提供了应力流守恒原理及地下洞室群布置设计装置，所述装置包括第一获取模块、确定模块、第二获取模块和判断模块。
第一获取模块，用于获取洞室群中岩墙的厚度；
确定模块，用于根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆；
第二获取模块，用于获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数；
判断模块，用于判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数。
可选的，所述确定模块，包括：
分析单元，用于分析所述洞室群中岩墙的厚度，若所述洞室群中岩墙的厚度小于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为对拉锚杆；若所述洞室群中岩墙的厚度大于等于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为砂浆锚杆。
可选的，所述第二获取模块，包括：
第一获取单元，用于获取单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围；
选取单元，用于在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值作为所述锚杆的前期设计参数，得到所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；
第一计算单元，用于根据所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值得到所述锚杆预应力提供的围压，基于所述锚杆预应力提供的围压计算所述中岩墙的安全系数。
可选的，所述装置，还包括：
选取模块，用于若所述中岩墙的安全系数不符合标准，则重新在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值重新计算所述中岩墙的安全系数，直至计算得到的所述中岩墙的安全系数符合标准。
可选的，所述第二获取模块，包括：
第二获取单元，用于获取所述锚杆的前期设计参数和第一参数，所述锚杆的前期设计参数包括单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；所述第一参数包括喷射混凝土及钢架提供的围压、二衬提供的围压、所述中岩墙的粘聚力、所述中岩墙的内摩擦角、通过注浆加固所述中岩墙提高的粘聚力、通过注浆加固所述中岩墙提高的内摩擦角和通过所述锚杆所述中岩墙提高的粘聚力；
第二计算单元，用于基于所述锚杆的前期设计参数和所述第一参数计算所述中岩墙加固后的抗压强度，基于所述中岩墙加固后的抗压强度计算得到所述中岩墙的安全系数。
可选的，所述第二计算单元，包括：
获取子单元，用于获取第二参数，所述第二参数包括所述中岩墙实际承担的应力流、所述喷射混凝土的抗压强度、所述二衬模筑混凝土的抗压强度、所述中岩墙加固后的厚度、所述喷射混凝土的厚度、所述二衬模筑混凝土的厚度和所述中岩墙的纵向长度；
计算子单元，用于根据所述第二参数和所述中岩墙加固后的抗压强度计算所述中岩墙的安全系数。
第三方面，本申请实施例提供了应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备，所述设备包括存储器和处理器。存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行所述计算机程序时实现上述应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法的步骤。
本发明的有益效果为：
本发明基于受力平衡的思想提出了应力流守恒原理，采用应力流守恒原理可以方便快速地计算所述洞室群中所述锚杆的设计参数，确保群洞的稳定；同时采用这种方式对锚杆的参数进行设计可以降低计算的经济成本并提高施工效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例中所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法流程示意图；
图2是本发明实施例中所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计装置结构示意图；
图3是本发明实施例中所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号或字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法，该方法包括步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4。
步骤S1、获取洞室群中岩墙的厚度；
步骤S2、根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆；
步骤S3、获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数；
步骤S4、判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数。
本实施例基于受力平衡的思想提出了应力流守恒原理，采用应力流守恒原理可以方便快速地计算所述洞室群中所述锚杆的设计参数，确保群洞的稳定；同时采用这种方式对锚杆的参数进行设计可以降低计算的经济成本并提高施工效率。
在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S2，还可以包括步骤S21。
步骤S21、分析所述洞室群中岩墙的厚度，若所述洞室群中岩墙的厚度小于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为对拉锚杆；若所述洞室群中岩墙的厚度大于等于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为砂浆锚杆。
针对中岩墙厚度的不同，采用不用的锚杆，可以针对性的提高中岩墙的抗压强度，有利于洞室群的稳定。
在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S3，还可以包括步骤S31、步骤S32和步骤S33。
步骤S31、获取单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围；
步骤S32、在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值作为所述锚杆的前期设计参数，得到所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；
步骤S33、根据所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值得到所述锚杆预应力提供的围压，基于所述锚杆预应力提供的围压计算所述中岩墙的安全系数。
在本实施例中，单根所述锚杆的预应力范围为50-100kn，相邻所述锚杆之间的水平间距范围为0.2-2m，相邻所述锚杆之间的竖向间距范围为0.2-2m，本实施例中，在各自的范围中各选取一个具体的数值，将其带入公式(1)中计算锚杆预应力提供的围压，所述公式(1)为：
Figure BDA0003113610340000081
公式(1)中，s1为相邻所述锚杆之间的水平间距；s2为相邻所述锚杆之间的竖向间距；pb为锚杆预应力提供的围压。
在本公开的一种具体实施方式中，所述方法，还可以包括步骤S5。
步骤S5、若所述中岩墙的安全系数不符合标准，则重新在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值重新计算所述中岩墙的安全系数，直至计算得到的所述中岩墙的安全系数符合标准。
在本实施例中，所述中岩墙的安全系数大于2才符合标准；若所述中岩墙的安全系数小于等于2，则需要重新选值进行计算。
在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S3，还可以包括步骤S34和步骤S35。
步骤S34、获取所述锚杆的前期设计参数和第一参数，所述锚杆的前期设计参数包括单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；所述第一参数包括喷射混凝土及钢架提供的围压、二衬提供的围压、所述中岩墙的粘聚力、所述中岩墙的内摩擦角、通过注浆加固所述中岩墙提高的粘聚力、通过注浆加固所述中岩墙提高的内摩擦角和通过所述锚杆所述中岩墙提高的粘聚力；
步骤S35、基于所述锚杆的前期设计参数和所述第一参数计算所述中岩墙加固后的抗压强度，基于所述中岩墙加固后的抗压强度计算得到所述中岩墙的安全系数。
在本实施例中，通过公式(1)和公式(2)计算所述中岩墙加固后的抗压强度，公式(1)为：
Figure BDA0003113610340000091
公式(1)中，s1为相邻所述锚杆之间的水平间距；s2为相邻所述锚杆之间的竖向间距；pb为锚杆预应力提供的围压；
公式(2)为：
Figure BDA0003113610340000101
公式(2)中，[σrc]为所述中岩墙加固后的抗压强度；pb为锚杆预应力提供的围压；ps为喷射混凝土及钢架提供的围压；pl为二衬提供的围压；C为所述中岩墙的粘聚力；φ为所述中岩墙的内摩擦角；Cg为通过注浆加固所述中岩墙提高的粘聚力；φg为通过注浆加固所述中岩墙提高的内摩擦角；Cb为通过所述锚杆所述中岩墙提高的粘聚力。
在本公开的一种具体实施方式中，所述步骤S35，还可以包括步骤S351和步骤S352。
步骤S351、获取第二参数，所述第二参数包括所述中岩墙实际承担的应力流、所述喷射混凝土的抗压强度、所述二衬模筑混凝土的抗压强度、所述中岩墙加固后的厚度、所述喷射混凝土的厚度、所述二衬模筑混凝土的厚度和所述中岩墙的纵向长度；
步骤S352、根据所述第二参数和所述中岩墙加固后的抗压强度计算所述中岩墙的安全系数。
在本实施例中，将公式(2)计算得到的所述中岩墙加固后的抗压强度带入通过公式(3)计算所述中岩墙的安全系数，所述公式(3)为：
Figure BDA0003113610340000102
公式(3)中，K为所述中岩墙的安全系数；Qi为所述中岩墙实际承担的应力流；[σrc]为所述中岩墙加固后的抗压强度；[σSc]为所述喷射混凝土的抗压强度；[σlc]为所述二衬模筑混凝土的抗压强度；d1为所述中岩墙加固后的厚度；d2为所述喷射混凝土的厚度；d3为所述二衬模筑混凝土的厚度；L为所述中岩墙的纵向长度。
其中所述中岩墙实际承担的应力流的计算方法为：
获取所述中岩墙的面积、所述第一隧道的开挖跨度、所述第一隧道的纵向长度、所述第二隧道的开挖跨度、所述第二隧道的纵向长度和隧道开挖前初始地应力，所述第一隧道和所述第二隧道相邻，所述第一隧道和所述第二隧道中间即为中岩墙；
根据所述第一隧道的开挖跨度和所述第一隧道的纵向长度，计算得到所述第一隧道的面积，根据所述第二隧道的开挖跨度和所述第二隧道的纵向长度，计算得到所述第二隧道的面积；
将所述第一隧道的面积、所述第二隧道的面积和所述岩墙的面积相加，得到面积之和，将所述面积之和与所述隧道开挖前初始地应力相乘，得到所述第一隧道和所述第二隧道之间的中岩墙实际承担的应力流。
实施例2
如图2所示，本实施例提供了应力流守恒原理及地下洞室群布置设计装置，所述装置包括第一获取模块701、确定模块702、第二获取模块703和判断模块704。
所述第一获取模块701，用于获取洞室群中岩墙的厚度；
所述确定模块702，用于根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆；
所述第二获取模块703，用于获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数；
所述判断模块704，用于判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数。
本实施例基于受力平衡的思想提出了应力流守恒原理，采用应力流守恒原理可以方便快速地计算所述洞室群中所述锚杆的设计参数，确保群洞的稳定；同时采用这种方式对锚杆的参数进行设计可以降低计算的经济成本并提高施工效率。
在本公开的一种具体实施方式中，所述确定模块702包括分析单元7021。
所述分析单元7021，用于分析所述洞室群中岩墙的厚度，若所述洞室群中岩墙的厚度小于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为对拉锚杆；若所述洞室群中岩墙的厚度大于等于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为砂浆锚杆。
在本公开的一种具体实施方式中，所述第二获取模块703包括第一获取单元7031、第一选取单元7032和第一计算单元7033。
所述第一获取单元7031，用于获取单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围；
所述第一选取单元7032，用于在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值作为所述锚杆的前期设计参数，得到所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；
所述第一计算单元7033，用于根据所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值得到所述锚杆预应力提供的围压，基于所述锚杆预应力提供的围压计算所述中岩墙的安全系数。
在本公开的一种具体实施方式中，所述装置还包括选取模块705。
所述选取模块705，用于若所述中岩墙的安全系数不符合标准，则重新在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值重新计算所述中岩墙的安全系数，直至计算得到的所述中岩墙的安全系数符合标准。
在本公开的一种具体实施方式中，所述第二获取模块703包括第二获取单元7034和第二计算单元7035。
所述第二获取单元7034，用于获取所述锚杆的前期设计参数和第一参数，所述锚杆的前期设计参数包括单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；所述第一参数包括喷射混凝土及钢架提供的围压、二衬提供的围压、所述中岩墙的粘聚力、所述中岩墙的内摩擦角、通过注浆加固所述中岩墙提高的粘聚力、通过注浆加固所述中岩墙提高的内摩擦角和通过所述锚杆所述中岩墙提高的粘聚力；
所述第二计算单元7035，用于基于所述锚杆的前期设计参数和所述第一参数计算所述中岩墙加固后的抗压强度，基于所述中岩墙加固后的抗压强度计算得到所述中岩墙的安全系数。
在本公开的一种具体实施方式中，所述第二计算单元7035包括获取子单元70351和计算子单元70352。
所述获取子单元70351，用于获取第二参数，所述第二参数包括所述中岩墙实际承担的应力流、所述喷射混凝土的抗压强度、所述二衬模筑混凝土的抗压强度、所述中岩墙加固后的厚度、所述喷射混凝土的厚度、所述二衬模筑混凝土的厚度和所述中岩墙的纵向长度；
所述计算子单元70352，用于根据所述第二参数和所述中岩墙加固后的抗压强度计算所述中岩墙的安全系数。
需要说明的是，关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
实施例3
相应于上面的方法实施例，本公开实施例还提供了应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备，下文描述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备与上文描述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法可相互对应参照。
图3是根据一示例性实施例示出的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800的框图。如图3所示，该应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800可以包括：处理器801，存储器802。该应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800还可以包括多媒体组件803，输入/输出(I/O)接口804，以及通信组件805中的一者或多者。
其中，处理器801用于控制该应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800的整体操作，以完成上述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器802可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件803可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器802或通过通信组件805发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口804为处理器801和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件805用于该应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件805可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，该应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(DigitalSignal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由该应力流守恒原理及地下洞室群布置设计设备800的处理器801执行以完成上述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法。
实施例4
相应于上面的方法实施例，本公开实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法，其特征在于，包括：
获取洞室群中岩墙的厚度；
根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆；
获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数；
判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数。
2.根据权利要求1所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法，其特征在于，所述根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆，包括：
分析所述洞室群中岩墙的厚度，若所述洞室群中岩墙的厚度小于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为对拉锚杆；若所述洞室群中岩墙的厚度大于等于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为砂浆锚杆。
3.根据权利要求1所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法，其特征在于，所述获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数，包括：
获取单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围；
在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值作为所述锚杆的前期设计参数，得到所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；
根据所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值得到所述锚杆预应力提供的围压，基于所述锚杆预应力提供的围压计算所述中岩墙的安全系数。
4.根据权利要求3所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法，其特征在于，所述判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数后，还包括：
若所述中岩墙的安全系数不符合标准，则重新在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值重新计算所述中岩墙的安全系数，直至计算得到的所述中岩墙的安全系数符合标准。
5.根据权利要求1所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法，其特征在于，所述获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数，包括：
获取所述锚杆的前期设计参数和第一参数，所述锚杆的前期设计参数包括单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；所述第一参数包括喷射混凝土及钢架提供的围压、二衬提供的围压、所述中岩墙的粘聚力、所述中岩墙的内摩擦角、通过注浆加固所述中岩墙提高的粘聚力、通过注浆加固所述中岩墙提高的内摩擦角和通过所述锚杆所述中岩墙提高的粘聚力；
基于所述锚杆的前期设计参数和所述第一参数计算所述中岩墙加固后的抗压强度，基于所述中岩墙加固后的抗压强度计算得到所述中岩墙的安全系数。
6.根据权利要求5所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计方法，其特征在于，所述基于所述中岩墙加固后的抗压强度计算得到所述中岩墙的安全系数，包括：
获取第二参数，所述第二参数包括所述中岩墙实际承担的应力流、所述喷射混凝土的抗压强度、所述二衬模筑混凝土的抗压强度、所述中岩墙加固后的厚度、所述喷射混凝土的厚度、所述二衬模筑混凝土的厚度和所述中岩墙的纵向长度；
根据所述第二参数和所述中岩墙加固后的抗压强度计算所述中岩墙的安全系数。
7.应力流守恒原理及地下洞室群布置设计装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取洞室群中岩墙的厚度；
确定模块，用于根据所述洞室群中岩墙的厚度确定设置在所述中岩墙上的锚杆；
第二获取模块，用于获取所述锚杆的前期设计参数，基于所述锚杆的前期设计参数，计算得到所述中岩墙的安全系数；
判断模块，用于判断所述中岩墙的安全系数是否符合标准，若符合标准则将所述锚杆的前期设计参数作为所述洞室群中所述锚杆的设计参数。
8.根据权利要求7所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计装置，其特征在于，所述确定模块，包括：
分析单元，用于分析所述洞室群中岩墙的厚度，若所述洞室群中岩墙的厚度小于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为对拉锚杆；若所述洞室群中岩墙的厚度大于等于10m，则确定在所述中岩墙上设置的锚杆为砂浆锚杆。
9.根据权利要求7所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计装置，其特征在于，所述第二获取模块，包括：
第一获取单元，用于获取单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围；
选取单元，用于在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值作为所述锚杆的前期设计参数，得到所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值；
第一计算单元，用于根据所述单根所述锚杆的预应力前期设计值、相邻所述锚杆之间的水平间距前期设计值和相邻所述锚杆之间的竖向间距前期设计值得到所述锚杆预应力提供的围压，基于所述锚杆预应力提供的围压计算所述中岩墙的安全系数。
10.根据权利要求9所述的应力流守恒原理及地下洞室群布置设计装置，其特征在于，所述装置，还包括：
第二选取单元，用于若所述中岩墙的安全系数不符合标准，则重新在所述单根所述锚杆的预应力范围、相邻所述锚杆之间的水平间距范围和相邻所述锚杆之间的竖向间距范围之间各取一个数值重新计算所述中岩墙的安全系数，直至计算得到的所述中岩墙的安全系数符合标准。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107387097A (zh) * 2017-08-03 2017-11-24 大连理工大学 一种小净距隧道扩挖改建过程中中岩墙的处理方法
CN108005697A (zh) * 2017-12-29 2018-05-08 中铁第四勘察设计院集团有限公司 一种基于安全系数法的隧道系统锚杆设计方法
WO2020021294A1 (en) * 2018-07-26 2020-01-30 Sepac Zvonimir Retaining engineering structure and design method for stabilizing deep excavations or earth slope instability near existing civil objects
CN111027129A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 石家庄铁道大学 一种挤压性围岩隧道结构的设计方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107387097A (zh) * 2017-08-03 2017-11-24 大连理工大学 一种小净距隧道扩挖改建过程中中岩墙的处理方法
CN108005697A (zh) * 2017-12-29 2018-05-08 中铁第四勘察设计院集团有限公司 一种基于安全系数法的隧道系统锚杆设计方法
WO2020021294A1 (en) * 2018-07-26 2020-01-30 Sepac Zvonimir Retaining engineering structure and design method for stabilizing deep excavations or earth slope instability near existing civil objects
CN111027129A (zh) * 2019-12-30 2020-04-17 石家庄铁道大学 一种挤压性围岩隧道结构的设计方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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刘建友 等: "应力流守恒原理及地下洞室群支护结构设计方法", 隧道建设（中英文） *

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